基于矢量控制的异步电动机变频调速系统的设计与仿真

论文编号:ZD1145    论文字数:15807,页数:34

摘要
   矢量变换控制是在电机统一理论,机电能量转换和坐标变换理论的基础上发展起来的,具有先进性,新颖性和使用性的特点。矢量控制的思想就是将异步电动机模拟成直流电动机来控制,通过坐标变换,将定子电流分解问按转子磁场定向的两个直流分量并分别加以控制,从而实现磁通和转矩的解耦控制,达到直流电机的效果。
   针对异步电动机比直流电动机调速困难的问题, 提出了异步电动机矢量变频调速的控制策略, 本文介绍了异步电动机矢量控制的基本原理, 并且结合实际设计出异步电机矢量变频调速系统的结构图, 根据异步电机模型和在调速系统中各子系统的模型, 在SIMULINK 环境下对该系统进行仿真, 并得出实验结果。本文对异步电机矢量控制变频调速系统进行了设计和仿真，利用MATLAB对矢量变换的电机模型及此模型构成的矢量控制系统进行仿真,仿真表明,选择合适的参数,可获得动态响应快,超调小,抗扰能力强,具有良好的动态跟踪能力的高性能的矢量控制调速系统,这样的系统具有一定的应用价值,同时可以看出,SIMULINK实现了全土形化仿真,具有高效,便利,直观等优点,对控制系统确为一优秀的仿真软件。
关键词: 单片机 变频器 矢量控制 SIMULINK

Abstract
 
Field Oriented Control is based on motor unification principle,energy conversion and vector coordinate transformation theory.It has many advantages such as novelty,practicability and advancement.By transforming coordinate,the stator current is decomposing two DC parts which orientated as the rotator magnetic field and controlled respectively.So magnetic flux and torque are decoupled.It controls the asynchronous motor as asynchronous way.
According to the AC Motor is difficult to the direct current motor in the velocity modulation,propose the AC Motor vector frequency conversion velocity modulation control strategy .The Paper introduced the baisc principle of vector control and designed Systems of AC Motor vector control and variable frequency speed regulationn.At the end, the system is simulated in SIMULINK and the result are shown.this thesis achieves the design and simulation about inductive motor's fully digitally vector control system.Using the motor model of vector in vertation in MATLAB and the system composed of these model,it realized the simulatiao.the result show that,choosing appropriste parameters,the system can archived rapid variable state response,high repellency and good variable and stabel state following ability. This type of system has better performance And SIMULINK.
Keyword: single-chip  frequence converter  vector control     SIMULINK

目录
中文摘要 i
英文摘要 ii
目录 iii
第一章 绪论 1
 1.1 选题背景 1
 1.2 变频调速控制技术的发展趋势 4
 1.3 论文意义和任务 5
第二章 异步电机矢量控制系统设计 6
 2.1 矢量变频调速的原理 6
 2.2 矢量控制的基本思路 6
 2.3 坐标变换 7
2.3.1 静止3s/2s,2s/3s变换 7
2.3.2 直/极变换(K/P变换) 8
 2.4 矢量控制的方程式 8
 2.5 矢量控制变频调速系统 11
 2.6 本章小节 13
第三章 逆变器以及大功率器件IGBT 14
 3.1 SPWM逆变器的工作原理 14
 3.2 SPWM逆变器的主回路 15
 3.3 IGBT的工作原理和工作特性 17
 3.4 本章小节 18
第四章 系统仿真 19
 4.1 MATLAB软件简介 19
 4.2动态仿真工具SIMULINK 20
 4.3 仿真算法 22
4.3.1 常用的仿真算法 22
4.3.2 SIMULINK中的仿真算法 23
 4.4 系统仿真 23
 4.5控制系统参数及仿真结果 28
 4.6 本章小节 29
第五章 结论与展望 31
参考文献 33
致谢 34

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